In der Erde steckt jede Menge Uran: pro Tonne Gestein im Schnitt drei Gramm. Damit ist Uran etwa 100 Mal häufiger als Silber oder Gold. Es wird in Bergwerken gewonnen, im Übertagebau oder in Minen überwiegend in Kanada, Australien, Südafrika, Namibia, Niger, einigen Ländern in Mittelasien, USA und China.

Wie schon im Modul über den Aufbau des Kernreaktors gelesen, kann man das natürliche Uran nicht zum Betrieb eines Kernreaktors verwenden – erst muss das Uran 235, das durch langsame Neutronen spaltbar ist und sich darin befindet, angereichert werden. Anschließend wird das Uran in der chemischen Form von UO₂ in Tabletten gepresst und in Brennstäbe gefüllt.

Hier sieht man Uranerz oder „Pechblende”, ein schwarz-gelbliches Mineral. Nach heutigen Schätzungen stehen die Uranvorkommen noch 200 Jahre zur Verfügung. Und durch ständige Weiterentwicklung bei den Techniken zur Suche und zur Förderung von Uran wird die Reichweite noch weiter steigen.

Uranerz besteht nicht aus reinem Uran, sondern aus einer Menge „taubem“ Gestein. Um an das Uran zu gelangen, wird das Erz gebrochen, gemahlen und dann das Uran mit einer Säure oder Lauge aus dem übrigen Gestein herausgespült. Das Endprodukt der Uranerzbearbeitung wird Yellow Cake ("gelber Kuchen") genannt und besteht zu rund 80 % aus Uran, überwiegend U₃O₈  und Beimengungen von Ammoniumdiuranat. Aus zwei Tonnen abgebautem Uranerz wird ungefähr ein Kilogramm Yellow Cake gewonnen. Der Name rührt von der Farbe und der Struktur des Produkts aus den früheren Verarbeitungsprozessen her. Das heutige Fertigprodukt ist nicht mehr gelb sondern braun bis schwarz.

Um das Uran 235 anzureichern, wandelt man das Uran meist in Uranhexafluorid, eine leicht flüchtige Uranverbindung, um. Bei Normaldruck sublimiert das Uranhexafluorid bei rund
56 °C (sublimieren = Übergang in die Gasphase). Das gasförmige UF₆ wird zentrifugiert, um den Anteil des Uranisotops 235 im Produkt von anfänglich 0,7 % auf 5 bis 6 % zu vergrößern.

Anschließend reduziert man das Gas zu UO₂ und presst es zu Tabletten (Pellets), die geschliffen in genau passende, gasdichte Röhren eingefüllt werden – die Brennstäbe.

Der aus drei Neutronen resultierende Massenunterschied zwischen Uran-238- und Uran-235-Isotopen beträgt etwa 5 x 10 hoch minus 27 kg. Aufgrund dessen wirkt auf das UF₆-Molekül mit Uran 238 etwas mehr Zentrifugalkraft als auf das Molekül mit Uran 235. Wie groß ist dieser Kraftunterschied?

Dazu braucht man erst mal die Formel für die Zentrifugalkraft:

F₂ = m ω² r

m: Masse des Teilchens
r: Radius der Teilchenbahn
ω: Winkelgeschwindigkeit

wobei für die Winkelgeschwindigkeit ω gilt:

Den Unterschied in der Zentrifugalkraft berechnet man, indem man die Kraft, die auf ein ²³⁵UF₆-Molekül wirkt, von der Kraft, die auf ein ²³⁸UF₆-Molekül wirkt, abzieht:

Angenommen, die beiden Vergleichsatome würden auf einer Kreisbahn mit 10 Zentimetern Radius herumgeschleudert werden – wie groß ist dann der Kraftunterschied?